一种新型的断路器机械特性测量辅助装置

专利摘要:
本实用新型公开了一种新型的断路器机械特性测量辅助装置，所述装置包括测试信号输入模块、参考信号生成模块、测试信号放大模块和开关模块；其中，所述测试信号输入模块与所述测试信号放大模块相连接，所述参考信号生成模块与所述测试信号放大模块相连接，所述测试信号放大模块与所述开关模块相连接。本实用新型实施例可实现对断路器分合闸状态的快速识别功能，具备价格低廉、测试误差小、推广范围大等特点。
公开号:CN214335148U
申请号:CN202022585372.9U
申请日:2020-11-10
公开日:2021-10-01
发明作者:赵钢；梁为勇；周舟；李炎；范华庆；罗荇子；肖泽斌；覃宇；杨鹏程；黄新彬
申请人:Nanning Power Supply Bureau of Guangxi Power Grid Co Ltd；
IPC主号:G01R31-327

专利说明:
[n0001] 本实用新型涉及变电一次设备测试技术领域，尤其涉及一种新型的断路器机械特性测量辅助装置。
[n0002] 目前市面上出现的断路器特性测试仪在对断路器进行分合闸时间、同期、速度等机械特性测量时，无需断开断路器两侧接地刀闸，而是利用断路器合闸时的回路电阻远小于接地刀闸回路电阻的特点来完成对断路器分合闸特性的识别判断，然而整个测试仪的价格昂贵、测试结果受到现场干扰大，导致测量存在一定误差。
[n0003] 本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，本实用新型提供了一种新型的断路器机械特性测量辅助装置，可实现对断路器分合闸状态的快速识别功能，具备价格低廉、测试误差小、推广范围大等特点。
[n0004] 相应的，本实用新型提出了一种新型的断路器机械特性测量辅助装置，所述装置包括测试信号输入模块、参考信号生成模块、测试信号放大模块和开关模块；其中，
[n0005] 所述测试信号输入模块与所述测试信号放大模块相连接，所述参考信号生成模块与所述测试信号放大模块相连接，所述测试信号放大模块与所述开关模块相连接。
[n0006] 可选的，所述测试信号输入模块包括霍尔电流传感器，所述霍尔电流传感器的测试端连接在电网侧的断路器串联导线上。
[n0007] 可选的，所述参考信号生成模块包括交流降压单元、正向分压输出单元与反向分压输出单元；
[n0008] 所述交流降压单元的输入端与外设电源设备相连接，所述交流降压单元的输出端与所述正向分压输出单元的供电端相连接，所述正向分压输出单元的输出端与所述测试信号放大模块的输入端相连接；所述交流降压单元的输出端与所述反向分压输出单元的供电端相连接，所述反向分压输出单元的输出端与所述测试信号放大模块的输入端相连接。
[n0009] 可选的，所述交流降压单元包括降压变压器T1和降压变压器T2；
[n0010] 所述降压变压器T1的输入端与所述外设电源设备相连接，所述降压变压器T1的输出端与所述正向分压输出单元的供电端相连接；
[n0011] 所述降压变压器T2的输入端与所述外设电源设备相连接，所述降压变压器T2的输出端与所述反向分压输出单元的供电端相连接。
[n0012] 可选的，所述测试信号放大模块包括信号放大单元与信号比较单元；
[n0013] 所述信号放大单元的输入端与所述霍尔电流传感器的输出端相连接，所述信号放大单元的输出端与所述信号比较单元的输入端相连接，所述正向分压输出单元的输出端与所述信号比较单元的输入端相连接，所述反向分压输出单元的输出端与所述信号比较单元的输入端相连接，所述信号比较单元的输出端与所述开关模块相连接。
[n0014] 可选的，所述信号放大单元包括运算放大器U1、电阻R1、电阻R2和电阻R3；
[n0015] 所述运算放大器U1的负极输入端通过所述电阻R1与所述霍尔电流传感器的输出端相连接，所述运算放大器U1的正极输入端通过所述电阻R2接地，所述电阻R3连接在所述运算放大器U1的负极输入端与输出端之间。
[n0016] 可选的，所述信号比较单元包括比较器U2、比较器U3、二极管D1、二极管D2、电阻R4、电阻R5、电阻R6和电阻R7；
[n0017] 所述比较器U2的正极输入端通过所述电阻R4与所述运算放大器U1的输出端相连接，所述比较器U2的负极输入端通过所述电阻R5与所述正向分压输出单元的输出端相连接，所述比较器U2的输出端通过所述二极管D1与所述开关模块的控制端相连接；
[n0018] 所述比较器U3的负极输入端通过所述电阻R6与所述运算放大器U1的输出端相连接，所述比较器U3的正极输入端通过所述电阻R7与所述反向分压输出单元的输出端相连接，所述比较器U3的输出端通过所述二极管D2与所述开关模块的控制端相连接。
[n0019] 可选的，所述开关模块包括开关三极管Q1；
[n0020] 所述开关三极管Q1的基极端与所述二极管D1相连接，所述开关三极管Q1的基极端与所述二极管D2相连接，所述开关三极管Q1的集电极端与机械特性测试仪接口端相连接，所述开关三极管Q1的发射极端直接接地。
[n0021] 在本实用新型实施例中，结合测试信号放大模块和开关模块可实现对断路器分合闸状态的快速识别功能，为机械特性测试仪的正常接入检测提供保障，且整个辅助装置所采用的元器件简单易得，具备价格低廉、维修难度低、测试误差小、推广范围大等特点。
[n0022] 为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
[n0023] 图1是本实用新型实施例中的新型断路器机械特性测量辅助装置的结构组成示意图；
[n0024] 图2是本实用新型实施例中的新型断路器机械特性测量辅助装置的具体结构组成示意图；
[n0025] 图3是本实用新型实施例中的新型断路器机械特性测量辅助装置的内部电路结构示意图；
[n0026] 图4是本实用新型实施例中的参考信号生成模块的具体电路示意图。
[n0027] 下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[n0028] 请参阅图1，图1示出了本实用新型实施例中的新型断路器机械特性测量辅助装置的结构组成示意图。
[n0029] 如图1所示，一种新型断路器机械特性测量辅助装置，所述装置包括测试信号输入模块、参考信号生成模块、测试信号放大模块和开关模块。
[n0030] 基本的，所述测试信号输入模块与所述测试信号放大模块相连接，所述参考信号生成模块与所述测试信号放大模块相连接，所述测试信号放大模块与所述开关模块相连接。在具体实施过程中，所述测试信号输入模块用于采集电网侧的断路器在分闸状态或者合闸状态下的电流测试信号，所述参考信号生成模块可通过借助外设电源设备的电压信号生成电力技术人员所设定的参考信号，且利用所述测试信号放大模块生成所述参考信号与所述电流测试信号的比较结果并反馈至所述开关模块，最终由所述开关模块直接判断出该断路器的当前工作状态，同时实现在断路器合闸时控制机械特性测试仪的接入测试。
[n0031] 图2示出了本实用新型实施例中的新型断路器机械特性测量辅助装置的具体结构组成示意图，图3示出了本实用新型实施例中的新型断路器机械特性测量辅助装置的内部电路结构示意图，可对图1所示出的各个模块进行展开说明如下：
[n0032] 具体的，所述测试信号输入模块包括霍尔电流传感器，所述霍尔电流传感器的测试端连接在电网侧的断路器串联导线上，且规定在该断路器处于合闸状态时电网侧的电流信号可正常流经所述霍尔电流传感器，相反的，在该断路器处于开闸状态时电网侧的电流信号隔离所述霍尔电流传感器。
[n0033] 进一步的，图4示出了本实用新型实施例中的参考信号生成模块的具体电路示意图，所述参考信号生成模块包括交流降压单元、正向分压输出单元与反向分压输出单元；其中，所述交流降压单元的输入端与外设电源设备相连接，所述交流降压单元的输出端与所述正向分压输出单元的供电端+15V相连接，所述正向分压输出单元的输出端+Vref与所述测试信号放大模块的输入端相连接；所述交流降压单元的输出端与所述反向分压输出单元的供电端-15V相连接，所述反向分压输出单元的输出端-Vref与所述测试信号放大模块的输入端相连接。
[n0034] 具体的，所述交流降压单元包括降压变压器T1和降压变压器T2；所述降压变压器T1的输入端与所述外设电源设备相连接(P2端子作为连接端口)，所述降压变压器T1的输出端与所述正向分压输出单元的供电端+15V相连接；所述降压变压器T2的输入端与所述外设电源设备相连接(P2端子作为连接端口)，所述降压变压器T2的输出端与所述反向分压输出单元的供电端-15V相连接。在实施过程中，利用所述降压变压器T1可从所述外设电源设备所提供的220V交流电中仅分离出+220V电压信号，且将所述+220V电压信号降低至+15V电压信号输出；相反的，利用所述降压变压器T2可从所述220V交流电中仅分离出-220V电压信号，且将所述-220V电压信号降低至-15V电压信号输出，可满足后续所述测试信号放大模块的备用功能实施需要。
[n0035] 进一步的，所述测试信号放大模块包括信号放大单元与信号比较单元；其中，所述信号放大单元的输入端与所述霍尔电流传感器的输出端Vc相连接，所述信号放大单元的输出端与所述信号比较单元的输入端相连接，所述正向分压输出单元的输出端+Vref与所述信号比较单元的输入端相连接，所述反向分压输出单元的输出端-Vref与所述信号比较单元的输入端相连接，所述信号比较单元的输出端与所述开关模块相连接。
[n0036] 具体的，所述信号放大单元包括运算放大器U1、电阻R1、电阻R2和电阻R3；其中，所述运算放大器U1的负极输入端通过所述电阻R1与所述霍尔电流传感器的输出端Vc相连接，所述运算放大器U1的正极输入端通过所述电阻R2接地，所述电阻R3连接在所述运算放大器U1的负极输入端与输出端之间。在实施过程中，所述运算放大器U1可将所述霍尔电流传感器采集到的微弱电流信号进行电压转换与信号放大处理，具体表现为:当输出端Vc为高电平时所述运算放大器U1可输出-15V电压信号，当输出端Vc为低电平时所述运算放大器U1可输出+15V电压信号，便于所述信号比较单元及时响应与快速比较。
[n0037] 具体的，所述信号比较单元包括比较器U2、比较器U3、二极管D1、二极管D2、电阻R4、电阻R5、电阻R6和电阻R7；其中，所述比较器U2的正极输入端通过所述电阻R4与所述运算放大器U1的输出端相连接，所述比较器U2的负极输入端通过所述电阻R5与所述正向分压输出单元的输出端+Vref相连接，所述比较器U2的输出端通过所述二极管D1与所述开关模块的控制端相连接，以此形成正向比较回路，主要针对上述+15V电压信号进行比较处理；所述比较器U3的负极输入端通过所述电阻R6与所述运算放大器U1的输出端相连接，所述比较器U3的正极输入端通过所述电阻R7与所述反向分压输出单元的输出端-Vref相连接，所述比较器U3的输出端通过所述二极管D2与所述开关模块的控制端相连接，以此形成反向比较回路，主要针对上述-15V电压信号进行比较处理。在实施过程中，基于二极管的正向导通性能，所述正向比较回路与所述反向比较回路互为备用回路，可配合所述信号放大单元对所述霍尔电流传感器的测试信号作出高效准确的识别判断。
[n0038] 具体的，所述开关模块包括开关三极管Q1；所述开关三极管Q1的基极端与所述二极管D1相连接，所述开关三极管Q1的基极端与所述二极管D2相连接，所述开关三极管Q1的集电极端与机械特性测试仪接口端P1相连接，所述开关三极管Q1的发射极端直接接地。在实施过程中，所述开关三极管Q1将在所述正向比较回路与所述反向比较回路的信号交替输出情况下保持导通状态，此时说明该断路器已合闸，机械特性测试仪可允许接入完成该断路器的机械特性测量。
[n0039] 在本实用新型实施例中，结合测试信号放大模块和开关模块可实现对断路器分合闸状态的快速识别功能，为机械特性测试仪的正常接入检测提供保障，且整个辅助装置所采用的元器件简单易得，具备价格低廉、维修难度低、测试误差小、推广范围大等特点。
[n0040] 以上对本实用新型实施例所提供的一种新型的断路器机械特性测量辅助装置进行了详细介绍，本文中采用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

权利要求:
Claims (8)
[0001] 1.一种新型的断路器机械特性测量辅助装置，其特征在于，所述装置包括测试信号输入模块、参考信号生成模块、测试信号放大模块和开关模块；其中，
所述测试信号输入模块与所述测试信号放大模块相连接，所述参考信号生成模块与所述测试信号放大模块相连接，所述测试信号放大模块与所述开关模块相连接。
[0002] 2.根据权利要求1所述的新型的断路器机械特性测量辅助装置，其特征在于，所述测试信号输入模块包括霍尔电流传感器，所述霍尔电流传感器的测试端连接在电网侧的断路器串联导线上。
[0003] 3.根据权利要求2所述的新型的断路器机械特性测量辅助装置，其特征在于，所述参考信号生成模块包括交流降压单元、正向分压输出单元与反向分压输出单元；
所述交流降压单元的输入端与外设电源设备相连接，所述交流降压单元的输出端与所述正向分压输出单元的供电端相连接，所述正向分压输出单元的输出端与所述测试信号放大模块的输入端相连接；所述交流降压单元的输出端与所述反向分压输出单元的供电端相连接，所述反向分压输出单元的输出端与所述测试信号放大模块的输入端相连接。
[0004] 4.根据权利要求3所述的新型的断路器机械特性测量辅助装置，其特征在于，所述交流降压单元包括降压变压器T1和降压变压器T2；
所述降压变压器T1的输入端与所述外设电源设备相连接，所述降压变压器T1的输出端与所述正向分压输出单元的供电端相连接；
所述降压变压器T2的输入端与所述外设电源设备相连接，所述降压变压器T2的输出端与所述反向分压输出单元的供电端相连接。
[0005] 5.根据权利要求4所述的新型的断路器机械特性测量辅助装置，其特征在于，所述测试信号放大模块包括信号放大单元与信号比较单元；
所述信号放大单元的输入端与所述霍尔电流传感器的输出端相连接，所述信号放大单元的输出端与所述信号比较单元的输入端相连接，所述正向分压输出单元的输出端与所述信号比较单元的输入端相连接，所述反向分压输出单元的输出端与所述信号比较单元的输入端相连接，所述信号比较单元的输出端与所述开关模块相连接。
[0006] 6.根据权利要求5所述的新型的断路器机械特性测量辅助装置，其特征在于，所述信号放大单元包括运算放大器U1、电阻R1、电阻R2和电阻R3；
所述运算放大器U1的负极输入端通过所述电阻R1与所述霍尔电流传感器的输出端相连接，所述运算放大器U1的正极输入端通过所述电阻R2接地，所述电阻R3连接在所述运算放大器U1的负极输入端与输出端之间。
[0007] 7.根据权利要求6所述的新型的断路器机械特性测量辅助装置，其特征在于，所述信号比较单元包括比较器U2、比较器U3、二极管D1、二极管D2、电阻R4、电阻R5、电阻R6和电阻R7；
所述比较器U2的正极输入端通过所述电阻R4与所述运算放大器U1的输出端相连接，所述比较器U2的负极输入端通过所述电阻R5与所述正向分压输出单元的输出端相连接，所述比较器U2的输出端通过所述二极管D1与所述开关模块的控制端相连接；
所述比较器U3的负极输入端通过所述电阻R6与所述运算放大器U1的输出端相连接，所述比较器U3的正极输入端通过所述电阻R7与所述反向分压输出单元的输出端相连接，所述比较器U3的输出端通过所述二极管D2与所述开关模块的控制端相连接。
[0008] 8.根据权利要求7所述的新型的断路器机械特性测量辅助装置，其特征在于，所述开关模块包括开关三极管Q1；
所述开关三极管Q1的基极端与所述二极管D1相连接，所述开关三极管Q1的基极端与所述二极管D2相连接，所述开关三极管Q1的集电极端与机械特性测试仪接口端相连接，所述开关三极管Q1的发射极端直接接地。

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同族专利:

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公开号 | 公开日

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引用文献:

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公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题

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法律状态:
2021-10-01| GR01| Patent grant|

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2021-10-01| GR01| Patent grant|

优先权:

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申请号 | 申请日 | 专利标题

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CN202022585372.9U|CN214335148U|2020-11-10|2020-11-10|一种新型的断路器机械特性测量辅助装置|CN202022585372.9U| CN214335148U|2020-11-10|2020-11-10|一种新型的断路器机械特性测量辅助装置|